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6. 新课标.模型建构(2024安徽宿州模拟,8,)模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型,间接地研究客体原型的性质和规律。根据液体内部压强的大小和方向的知识可以解释浮力产生的原因,并以此推导阿基米德原理。请判断,其中不适合作为模型推导阿基米德原理的是(P8202002) ( )

A. 图(a) B. 图(b) C. 图(c) D. 无法确定
A. 图(a) B. 图(b) C. 图(c) D. 无法确定
答案:
C 根据液体压强公式可知,物体下表面受到液体的压强:P向上 = ρ液gh下,物体上表面受到液体的压强:P向下 = ρ液gh上,根据p = $\frac{F}{S}$可知,物体下表面受到液体向上的压力:F向上 = P向上S下 = ρ液gh下S下,物体上表面受到液体向下的压力:F向下 = P向下S上 = ρ液gh上S上,根据浮力产生的原因可知,物体受到的浮力等于液体对物体上、下表面的压力差,即F浮 = F向上 - F向下 = ρ液gh下S下 - ρ液gh上S上 = ρ液g(h下S下 - h上S上),根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力为F浮 = G排 = ρ液gV排,所以要推导阿基米德原理,最好用上、下表面的横截面积相同的柱状模型,由此可知,图(c)不适合作为模型来推导阿基米德原理。
7. 新中考.分析论证(2024广东珠海八中一模,14,)某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究(g 取10N/kg)。石块浸没在水中时,受到的浮力为______N,排开水的体积为______m³;石块浸没在盐水中时,盐水的密度为________kg/m³。(P8202002)
答案:
答案:1 1×10⁻⁴ 1.2×10³
解析:由图甲知石块的重力:G = 2N,由图乙知石块浸没在水中受到的拉力:F拉 = 1N,所以石块在水中受到的浮力:F浮 = G - F拉 = 2N - 1N = 1N;石块浸没在水中时,由阿基米德原理可得石块排开水的体积:V排 = $\frac{F浮}{ρ水g}$ = $\frac{1N}{1.0×10³kg/m³×10N/kg}$ = 1×10⁻⁴m³;由图丙可知,石块浸没在盐水中时受到的拉力F拉′ = 0.8N,则石块受到盐水的浮力:F浮′ = G - F拉′ = 2N - 0.8N = 1.2N,因石块浸没在盐水中,则石块排开盐水的体积与排开水的体积相同,都为1×10⁻⁴m³,则盐水的密度:ρ盐水 = $\frac{F浮′}{V排g}$ = $\frac{1.2N}{1×10⁻⁴m³×10N/kg}$ = 1.2×10³kg/m³。
解析:由图甲知石块的重力:G = 2N,由图乙知石块浸没在水中受到的拉力:F拉 = 1N,所以石块在水中受到的浮力:F浮 = G - F拉 = 2N - 1N = 1N;石块浸没在水中时,由阿基米德原理可得石块排开水的体积:V排 = $\frac{F浮}{ρ水g}$ = $\frac{1N}{1.0×10³kg/m³×10N/kg}$ = 1×10⁻⁴m³;由图丙可知,石块浸没在盐水中时受到的拉力F拉′ = 0.8N,则石块受到盐水的浮力:F浮′ = G - F拉′ = 2N - 0.8N = 1.2N,因石块浸没在盐水中,则石块排开盐水的体积与排开水的体积相同,都为1×10⁻⁴m³,则盐水的密度:ρ盐水 = $\frac{F浮′}{V排g}$ = $\frac{1.2N}{1×10⁻⁴m³×10N/kg}$ = 1.2×10³kg/m³。
8. (2024安徽芜湖模拟,22,)如图所示,在一个装有水的长方体容器底部固定一根不可伸长的细绳,细绳上端连接一个棱长为0.1m的实心正方体物块A。当容器中水的质量为5kg时,物块A有$\frac{3}{5}$的体积露出水面,此时细绳刚好伸直且对物块A不产生拉力。(已知ρ水 = 1.0×10³kg/m³,g取10N/kg)
求: (1) 物块A受到的浮力;
(2) 物块A的密度;
(3) 往容器中加入500g食盐,食盐完全溶解后细绳对物块A的拉力。(忽略液体体积的变化)
求: (1) 物块A受到的浮力;
(2) 物块A的密度;
(3) 往容器中加入500g食盐,食盐完全溶解后细绳对物块A的拉力。(忽略液体体积的变化)
答案:
解析:一个棱长为0.1m的实心正方体物块A的体积:V = 0.1m×0.1m×0.1m = 1×10⁻³m³;物块A有$\frac{3}{5}$的体积露出水面,物块A排开水的体积:V排 = (1 - $\frac{3}{5}$)V = $\frac{2}{5}$V = $\frac{2}{5}$×1×10⁻³m³ = 4×10⁻⁴m³。
(1)根据阿基米德原理可得,物块A受到的浮力:F浮 = ρ水gV排 = 1.0×10³kg/m³×10N/kg×4×10⁻⁴m³ = 4N;
(2)此时细绳对物块A没有拉力的作用,则物块所受的重力和浮力是一对平衡力,物块A的重力:G = F浮 = 4N,
则物块A的密度:ρA = $\frac{m}{V}$ = $\frac{G}{Vg}$ = $\frac{4N}{1×10⁻³m³×10N/kg}$ = 0.4×10³kg/m³;
(3)由于忽略液体体积的变化,根据ρ = $\frac{m}{V}$可得,加入食盐后,盐水的密度:
ρ盐水 = $\frac{m盐 + m水}{V水}$ = $\frac{m盐 + m水}{\frac{m水}{ρ水}}$ = $\frac{500×10⁻³kg + 5kg}{\frac{5kg}{1×10³kg/m³}}$ = 1.1×10³kg/m³,
此时物块A排开液体的体积不变,物块A受到盐水的浮力:F浮盐水 = ρ盐水gV排 = 1.1×10³kg/m³×10N/kg×4×10⁻⁴m³ = 4.4N,
由于物块静止,受力平衡,则细绳对物块A的拉力:F拉 = F浮盐水 - G = 4.4N - 4N = 0.4N。
(1)根据阿基米德原理可得,物块A受到的浮力:F浮 = ρ水gV排 = 1.0×10³kg/m³×10N/kg×4×10⁻⁴m³ = 4N;
(2)此时细绳对物块A没有拉力的作用,则物块所受的重力和浮力是一对平衡力,物块A的重力:G = F浮 = 4N,
则物块A的密度:ρA = $\frac{m}{V}$ = $\frac{G}{Vg}$ = $\frac{4N}{1×10⁻³m³×10N/kg}$ = 0.4×10³kg/m³;
(3)由于忽略液体体积的变化,根据ρ = $\frac{m}{V}$可得,加入食盐后,盐水的密度:
ρ盐水 = $\frac{m盐 + m水}{V水}$ = $\frac{m盐 + m水}{\frac{m水}{ρ水}}$ = $\frac{500×10⁻³kg + 5kg}{\frac{5kg}{1×10³kg/m³}}$ = 1.1×10³kg/m³,
此时物块A排开液体的体积不变,物块A受到盐水的浮力:F浮盐水 = ρ盐水gV排 = 1.1×10³kg/m³×10N/kg×4×10⁻⁴m³ = 4.4N,
由于物块静止,受力平衡,则细绳对物块A的拉力:F拉 = F浮盐水 - G = 4.4N - 4N = 0.4N。
9. 新中考.创新实验小海利用电子秤、密度为ρ的实心铝块、烧杯和细线测量盐水的密度,请将实验步骤补充完整:
(1) 将铝块放在水平放置的已调零的电子秤上,待示数稳定后读出并记录电子秤的示数m₀
(2) 只将装有适量盐水的烧杯放在电子秤上,待示数稳定后读出并记录电子秤的示数m₂
(3) ______________________________,待示数稳定后读出并记录电子秤的示数m₃。
(4) 用m₀、m₂、m₃和ρ表示盐水的密度,ρ盐水 = ______________________________。
(1) 将铝块放在水平放置的已调零的电子秤上,待示数稳定后读出并记录电子秤的示数m₀
(2) 只将装有适量盐水的烧杯放在电子秤上,待示数稳定后读出并记录电子秤的示数m₂
(3) ______________________________,待示数稳定后读出并记录电子秤的示数m₃。
(4) 用m₀、m₂、m₃和ρ表示盐水的密度,ρ盐水 = ______________________________。
答案:
答案:
(3)将铝块用细线悬挂,使其浸没在烧杯内的盐水中,且盐水不溢出,铝块不接触烧杯
(4)$\frac{m₁ - m₂}{m₁}$·ρ
解析:
(3)将铝块用细线悬挂,使其浸没在烧杯内的盐水中,且盐水不溢出,铝块不接触烧杯,待示数稳定后读出并记录电子秤的示数m₃;
(4)由ρ = $\frac{m}{V}$知,铝块的体积:V = $\frac{m₁}{ρ}$;铝块排开盐水的体积就是铝块的体积,即V排 = V = $\frac{m₁}{ρ}$;铝块排开盐水的质量:m排 = m₃ - m₂,盐水的密度:ρ盐水 = $\frac{m排}{V排}$ = $\frac{m₃ - m₂}{\frac{m₁}{ρ}}$ = $\frac{m₃ - m₂}{m₁}$·ρ。
(3)将铝块用细线悬挂,使其浸没在烧杯内的盐水中,且盐水不溢出,铝块不接触烧杯
(4)$\frac{m₁ - m₂}{m₁}$·ρ
解析:
(3)将铝块用细线悬挂,使其浸没在烧杯内的盐水中,且盐水不溢出,铝块不接触烧杯,待示数稳定后读出并记录电子秤的示数m₃;
(4)由ρ = $\frac{m}{V}$知,铝块的体积:V = $\frac{m₁}{ρ}$;铝块排开盐水的体积就是铝块的体积,即V排 = V = $\frac{m₁}{ρ}$;铝块排开盐水的质量:m排 = m₃ - m₂,盐水的密度:ρ盐水 = $\frac{m排}{V排}$ = $\frac{m₃ - m₂}{\frac{m₁}{ρ}}$ = $\frac{m₃ - m₂}{m₁}$·ρ。
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